TWI773688B - 複合基板，其製造方法以及電子裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的複合基板為支撐基板與功能性基板直接接合的複合基板，支撐基板為賽隆(SiAlON)燒結體。支撐基板的聲速以5000m/s以上為佳。支撐基板之40~400℃的熱膨脹係數以3.0ppm/K以下為佳。

Description

複合基板，其製造方法以及電子裝置
本發明係有關於複合基板，其製造方法以及電子裝置。
表面聲波元件係，例如，在行動電話等通信裝置中作為帶通濾波器(band pass filter)使用。為表面聲波元件的壓電基板，被要求具有高聲速且機電耦合係數大的特性，因此滿足上述要求的鈮酸鋰(LN)或鉭酸鋰(LT)被廣泛地使用。然而，LT或LN的熱膨脹係數大，由於環境溫度變化的膨脹收縮量大。結果，因為濾波器的中心頻率發生偏移，導致通過的頻率降低，特性惡化。因此，有必要使得表面聲波元件難以由於環境溫度變化而膨脹收縮。為了克服這點，已開發出藉由在楊氏模數高且熱膨脹係數相對小的支撐基板上，接合薄的壓電基板，利用支撐基板抑制壓電基板，使得壓電基板不會膨脹收縮的複合基板。例如，專利文獻1公開了藉由黏著層將壓電基板與支撐基板接合的複合基板。再者，作為支撐基板的材料，可舉出藍寶石、矽、氧化鋁等。由於這些材料具有比壓電基板小的熱膨脹係數，所以能夠降低頻率之溫度依存性，因此適合用於聲速快的材料之高頻用的表面聲波元件。
另一方面，專利文獻2公開了在支撐基板上進行 化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)法等塗佈處理而形成0.1~10μm的非晶(amorphous)層之後，藉由透過上述非晶層將支撐基板與單晶半導體基板貼合而得到複合基板的方法。作為支撐基板的材料，可舉出賽隆(SiAlON)等。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-85286號公報
[專利文獻2]國際公開2016/052597號手冊
然而，專利文獻1的藍寶石及氧化鋁，雖然具有比壓電基板小的熱膨脹係數，但仍為大約7ppm/K，因此存在不能顯著地降低頻率之溫度依存性的問題。再者，藍寶石的楊氏模數為450GPa以上則過高，因此也存在加工性差的問題。另一方面，矽雖然具有比壓電基板足夠小的熱膨脹係數，然而由於楊氏模數低至大約180~190GPa，因此可能會發生翹曲或裂痕，雖然是電阻率高的材料，但也僅是104Ωcm的程度，並不具有充分的絕緣性，因此存在濾波器的共振特性惡化的問題。因此，作為支撐基板，需要聲速快、絕緣性高、楊氏模數為適當的值、熱膨脹係數足夠小的材料。再者，專利文獻1的複合基板，因為壓電基板與支撐基板之間具有有機黏著劑等的黏著層，因此也存在複合基板整體的楊氏模數變得過低，或藉由支撐基板對壓電基板的抑制力無法充分發揮的問題。
另一方面，專利文獻2公開了賽隆作為支撐基板的材料。然而，專利文獻2的複合基板，由於支撐基板與單晶半導體基板之間存在0.1~10μm的楊氏模數低的非晶層，因此也還是存在複合基板整體的楊氏模數變得過低，或藉由支撐基板對壓電基板的抑制力無法充分發揮的問題。
本發明係為了解決上述課題而完成的，其主要目的在於提供適合作為高頻率用的聲波裝置的材料之複合基板。
本發明的複合基板為支撐基板與功能性基板直接接合的複合基板，前述支撐基板為賽隆燒結體。由於賽隆燒結體的聲速快，因此使用本發明的複合基板的聲波裝置能夠以更高的頻率使用。再者，由於賽隆燒結體的楊氏模數為適當的值，因此本發明的複合基板不容易發生翹曲或裂痕，反而加工性良好。進一步而言，由於賽隆燒結體的電阻率高而絕緣性高，因此使用本發明的複合基板的聲波裝置之共振特性變好。更進一步而言，由於賽隆燒結體的熱膨脹係數足夠低，因此使用本發明的複合基板的聲波裝置，能夠充分降低頻率之溫度依存性。再者，由於支撐基板與功能性基板藉由直接接合而一體化，因此相較於兩基板藉由黏著劑層等一體化的情況，複合基板整體的楊氏模數不會變得過低，能夠充分發揮藉由支撐基板對功能性基板的抑制力。
本發明的複合基板的製造方法為上述複合基板的製造方法，包括藉由直接接合將前述支撐基板的表面與前述功能性基板的表面接合之接合步驟，且在前述接合步驟之前，(a) 將前述表面研磨加工成存在於前述支撐基板的前述表面之氣孔的數量為每100μm×100μm的面積中30個以下、(b)將前述表面研磨加工成在前述支撐基板的前述表面之100μm×140μm的測量範圍的中心線平均粗糙度(Ra)為1nm以下、或(c)將前述表面研磨加工成在前述支撐基板的前述表面之100μm×140μm的測量範圍的截面曲線之最大峰高與最大谷深的高度差(Pt)為30nm以下。在此製造方法中，由於使用賽隆燒結體作為支撐基板，所以支撐基板經研磨加工的表面之表面平坦性高。因此，適用於功能性基板與支撐基板的直接接合。
本發明的電子裝置利用了上述本發明的複合基板。此電子裝置的支撐基板的賽隆燒結體之聲速快、楊氏模數為適當的值、電阻率高、熱膨脹係數足夠低。因此，此電子裝置，能夠以更高的頻率使用，不容易發生翹曲或裂痕，反而加工性良好，共振特性良好，且能夠充分降低頻率之溫度依存性。
10:複合基板
12:壓電基板
14:支撐基板
30:電子裝置
32、34:IDT電極
36:反射電極
第1圖係複合基板10的立體圖。
第2圖係使用複合基板10製造的電子裝置30的立體圖。
以下，具體說明本發明的實施形態，但是本發明並不限定於以下的實施形態，應當理解，在不脫離本發明的精神的情況下，基於本領域業者的通常知識，可以適當地添加變化、改良等。
本實施形態的複合基板為支撐基板與功能性基板 直接接合的複合基板，且支撐基板為賽隆燒結體。賽隆燒結體以下列通式：Si6-zAlzOzN8-Z(0<Z≦4.2)表示，也可以是氧化鎂或氧化釔等的金屬氧化物的固溶體。作為功能性基板，沒有特別限制，例如可舉出LT、LN、氮化鎵、矽等。其中，以LT和LN為佳。在支撐基板與功能性基板之間的界面處，也可以存在厚度為5nm以下的非晶層。
賽隆燒結體的聲速快。因此，使用本實施形態的複合基板的聲波裝置能夠以更高的頻率使用。賽隆燒結體的聲速以5000m/s以上為佳，以5500m/s以上為較佳。此聲速由剛度係數、密度、楊氏模數和波意森氏比率(Poisson's ratio)所決定，然而賽隆可以藉由調整上述的通式中的z值來控制這些特性。
賽隆燒結體的楊氏模數為適當的值。換言之，由於本實施形態的複合基板具有適當的硬度，因此不容易發生翹曲或裂紋，且加工性也良好。賽隆燒結體的楊氏模數以200GPa以上、350GPa以下為佳。
賽隆燒結體的電阻率高且絕緣性高。因此，使用本實施形態的複合基板的聲波裝置之共振特性變好。賽隆燒結體的電阻率以1014Ωcm以上為佳。
賽隆燒結體具有比功能性基板足夠低的熱膨脹係數。因此，使用實施形態的複合基板的聲波裝置能夠充分降低頻率之溫度依存性。賽隆燒結體的熱膨脹係數(40~400℃)以3.0ppm/K以下為佳，以2.7ppm/K以下為較佳。
賽隆燒結體的開氣孔率以0.1%以下為佳，相對密 度以99.9%以上為佳。再者，賽隆燒結體中，在X射線繞射圖中，相對於賽隆的最大峰值的強度，賽隆以外的各成分的最大峰值的強度之總和的比率以0.005以下為佳。此外，X射線繞射圖的測量條件為CuKα、40kV、40mA、2θ=10~70°。
接著，說明賽隆燒結體的製造方法。賽隆燒結體的製造過程包括製備賽隆原料粉末的步驟和製備賽隆燒結體的步驟。
(賽隆原料粉末的製備)
在原料粉末中，使用雜質金屬元素含量為0.2質量%以下、平均粒徑為2μm以下之市售的氮化矽、氮化鋁、氧化鋁及二氧化矽粉末。使用這些原料，決定質量比例為Si：Al：O：N=(6-z)：z：z：(8-z)(其中0<z≦4.2)之既定組成，將各成分混合，製備出賽隆原料粉末。z值以0.5≦z≦4.0為佳。各粉末，為了緻密地燒結，以細粉末為較佳，平均粒徑為1.5μm以下，且以1μm以下的粉末為更佳。原料粉末的混合方法沒有特別的限制，例如，能利用球磨機(ball mill)、磨碎機(attritor)、珠磨機(bead mill)、噴射式磨機(jet mill)等，也可以使用乾式、濕式任一種混合方法。但是，要得到均勻混合的原料粉末，則以使用溶劑的濕式法為佳。在這種情況下，藉由將用於混合的溶劑等乾燥去除，得到原料粉末。原料粉末也可以含有添加劑。作為添加劑，可舉出氧化鎂和氧化釔等。將得到的漿料乾燥，將乾燥物過篩，得到賽隆原料粉末。此外，在由於混合時介質成分等的混入而造成組成有所偏差的情況下，可以調整適當的組成等而得到原料粉末。或者，也可以藉 由將預混合粉末的各成分的質量預先調整成混合物所含的各成分的質量為期望的塞隆組成，而將混合物直接作為塞隆原料粉末。
(賽隆燒結體的製備)
將得到的賽隆原料粉末成型為既定的形狀。成型的方法沒有特別的限制，可以使用一般的成型方法。例如，也可以將如上述的賽隆原料粉末直接用金屬模具壓製成型。在壓製成型的情況下，如果藉由噴霧乾燥先將賽隆原料粉末成型為顆粒狀，則成型性變好。另外，可以添加有機黏合劑來製備黏土並擠出成型，或製備漿料並將其成型為片材。在這些製程中，在燒成步驟之前或燒成步驟中，有必要去除有機黏合劑的成分。再者，也可以藉由冷等靜壓(cold isostatic pressing，CIP)進行高壓成型。
接著，將得到的成型體燒成，而製備出賽隆燒結體。此時，為了提高賽隆燒結體的表面平坦性，以燒結粒子保持微細且在燒結時從氣孔排出為佳。作為其方法，熱壓法非常有效。藉由使用熱壓法，在與常壓燒結相比低溫之下，以微細粒的狀態進行緻密化，能夠抑制常壓燒結中常見之粗大氣孔的殘留。熱壓時的燒成溫度以1725~1900℃為佳，以1750~1900℃為較佳。熱壓時的壓製壓力以100~300kgf/cm2為佳，以150~250kgf/cm2為較佳。燒成溫度(最高溫度)下的維持時間，考慮到成型體的形狀和尺寸、加熱爐的特性等，可以適當地選擇適合的時間。具體較佳的維持時間，例如為1~12小時，以2~8小時為佳。為了避免賽隆分解，熱壓時的燒成氣體環境以 氮氣氣體環境為佳。
接著，說明複合基板的製造方法。此製造方法，以包含藉由將上述賽隆燒結體構成的支撐基板的表面與功能性基板的表面直接接合之接合步驟為佳。接合界面中實際接合面積的比例(接合面積比例)以80%以上為佳，以90%以上為更佳。當接合面積比例如此之大時，功能性基板與支撐基板牢固地接合成良好的複合基板。
直接接合係，在使得功能性基板和支撐基板各自的接合面活性化之後，以兩接合面互相面對面的狀態對兩基板加壓。接合面的活性化係，例如，藉由除了朝接合面照射惰性氣體(氬等)的中性原子束之外，還照射電漿或離子束等來進行。這些照射能夠使用例如離子槍或快速原子轟擊(fast atom bombardmen，FAB)槍等來進行。FAB槍每一粒子的能量比離子槍高，將造成常溫接合的阻礙之基板表面的氧化膜和吸附層去除的能力高。亦即，為了容易進行接合所需的自由接合，以FAB槍為較佳。在將功能性基板與支撐基板直接接合之前，以(a)將表面研磨加工成存在於支撐基板的表面之氣孔的數量為每100μm×100μm的面積中30個以下、(b)將表面研磨加工成在支撐基板的表面之100μm×140μm的測量範圍的中心線平均粗糙度(Ra)為1nm以下、或(c)將表面研磨加工成在支撐基板的表面之100μm×140μm的測量範圍的截面曲線之最大峰高與最大谷深的高度差(Pt)為30nm以下為佳。如此一來，功能性基板與支撐基板之間奈米級的接觸面積變大，能夠良好地進行直接接合。例如，接合面積比例可以是80%以 上(以90%以上為佳)。上述(a)的氣孔的數量以10個以下為較佳，上述(b)的Ra以0.9nm以下為較佳，上述(c)的Pt以27nm以下為較佳。此外，支撐基板的表面的研磨加工係以滿足(a)~(c)中的至少一者來進行為佳。再者，功能性基板的表面也與支撐基板的表面相同，以滿足(a)~(c)中的至少一者來進行研磨加工為佳。第1圖繪示出複合基板的一範例。複合基板10係，藉由直接接合將作為功能性基板的壓電基板12與支撐基板14接合的複合基板。
如以上所述製作出的複合基板，因為是直接接合，與藉由黏著層接合的情況相比，複合基板整體的楊氏模數不會變得過低，且由於藉由支撐基板對功能性基板的抑制力強，因此能夠降低頻率之溫度依存性。再者，如以上所述製作出的複合基板，支撐基板與功能性基板的界面處也可以存在厚度為5nm以下的非晶層。即使如此之薄的非晶層存在於支撐基板與功能性基板之間，複合基板整體的楊氏模數也不會變得過低，並能夠充分發揮藉由支撐基板對功能性基板的抑制力。
接著，說明電子裝置的實施形態。電子裝置使用上述複合基板。用於電子裝置的複合基板，功能性基板與支撐基板的厚度比(功能性基板的厚度/支撐基板的厚度)以0.1以下為佳。作為這樣的電子裝置，可舉出聲波裝置(表面聲波裝置和蘭姆(lamb)波元件、薄膜共振器(film bulk acoustic resonator，FBAR)等)的其他、LED裝置、光波導裝置、開關裝置等。在上述複合基板應用於聲波裝置的情況下，為支撐基板的賽隆燒結體的熱膨脹係數非常小，且楊氏模數高，因此 支撐基板對功能性基板的抑制力提高。結果，裝置的頻率之溫度依存性大幅地改善。第2圖繪示出使用複合基板10製造的電子裝置30的一範例。電子裝置30係，1端口表面聲波(surface acoustic wave，SAW)共振器，亦即表面聲波裝置。首先，使用一般的光微影技術，在複合基板10的壓電基板12上形成多個電子裝置30的圖案，之後，藉由切割的方式切割出一個個單一的電子裝置30。電子裝置30藉由光微影技術在壓電基板12的表面上形成有梳狀的傳感器(Interdigital Transducer，IDT)電極32、34以及反射電極36。
[實施例]
以下，說明本發明的實施例。此外，以下的實施例並不限制本發明。
1、原料粉末的製備
在原料粉末中，使用市售的氮化矽粉末(氧含量為1.3質量%，雜質金屬元素含量為0.2質量%以下，平均粒徑為0.6μm)、氮化鋁(氧含量為0.8質量%，雜質金屬元素含量為0.1質量%以下，平均粒徑為1.1μm)、氧化鋁(純度為99.9質量%，平均粒徑為0.5μm)、二氧化矽(純度為99.9質量%，平均粒徑為0.5μm)的粉末。
賽隆原料粉末A~K，如以下所述製備。亦即，首先，對氮化鋁、氧化鋁、氮化矽、氧化矽的各粉末秤重，以秤出構成具有如表1所示之z值的賽隆組成(Si6-zAlzOzN8-Z)。使用氧化鋁作為卵石(直徑為5mm)，使用異丙醇作為溶劑，將這些粉末以球磨機混合4小時，製備出賽隆的混合物(粉末 混合的漿料)。將得到的漿料在氮氣流下，在110℃下乾燥，將乾燥物過篩後，作為賽隆原料粉末A~K。此外，賽隆原料粉末D、H、K使用氧化鎂(純度為99.9質量%，平均粒徑為1.8μm)、賽隆原料粉末E、F、G、I、J使用氧化釔(純度為99.9質量%，平均粒徑為1.1μm)，並以相同於上述的方式製備。
Figure 106132086-A0202-12-0011-1
2、燒結體的製備及評價
(1)實驗例1
實驗例1的賽隆燒結體係，使用金屬模具將賽隆原料粉末A成型為直徑為125mm、厚度為大約20mm之後，在石墨模具中，壓製壓力為200kgf/cm2，在最高溫度為1800℃之下進行4小時的熱壓燒成而得到的。燒成氣體環境為氮氣氣體環境。所得到的燒結體的直徑為125mm、厚度為大約8mm。將此燒結體切割出尺寸為4mm×3mm×40mm的橫條等， 進行各種性能的評價。各種性能的評價方法如下。再者，結果顯示於表2。此外，燒結體的表面的性質係，藉由研磨大約4mm×3mm×10mm的樣品的一表面，鏡面狀地加工並進行評價。研磨係3μm的金剛石磨粒，最後進行0.5μm的金剛石磨粒之精研(lapping)研磨。
‧堆積密度、開氣孔率
藉由使用蒸餾水的阿基米德法測量。
‧相對密度
相對密度係由堆積密度÷外觀密度所算出。
‧結晶相和峰值強度比Ix
將賽隆燒結體磨碎，藉由X射線繞射裝置，進行賽隆之異相的辨識和各相的最大峰值的強度之計算。燒結體的磨碎，由於使用氧化鋁研缽，因此可能混合了來自氧化鋁研缽的氧化鋁，對於長時間的磨碎有必要多加注意。X射線繞射(X-ray diffractometer，XRD)裝置，使用全自動多目的X射線分析裝置D8 ADVANCE，測量條件為CuKα、40kV、40mA、2θ=10~70°。根據X射線繞射圖，相對於賽隆的最大峰值(2θ=32.8~33.5°)的強度(IC)，檢測到的各異相(P、Q、R、...)的最大峰值的強度(Ip、Iq、Ir、...)的總和之比率(峰值強度比Ix)，從下列方程式求得。此外，在最大峰值與其他峰值重疊的情況下，採用峰值強度為第二大的峰值代替最大峰值。
Ix=(Ip+Iq+Ir．．．)/Ic
‧賽隆燒結粒子的平均粒徑
用掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)以127μm×88μm的視野觀察在破裂面的塞隆燒結粒子，求得視野內10個以上的塞隆燒結粒子的粒徑，其平均值定義為賽隆燒結粒子的平均粒徑。此外，一個賽隆燒結粒子的粒徑，定義為此燒結粒子的長直徑和短直徑的平均值。
‧氣孔數
用三維測量雷射顯微鏡觀察如以上所述之鏡面狀地加工的表面，在4個地方計算出最大長度為0.5μm以上、深度為0.08μm以上之氣孔在每單位面積的數量，其平均值定義為氣孔數。單位面積設定為100μm的正方形的面積。
‧表面平坦性
對如以上所述之鏡面狀地加工的表面，使用三維光學輪廓儀(Zygo)，測量出中心線平均粗糙度Ra、最大峰高與最大谷深的高度差Pt。本說明書中的Ra和Pt係依照JIS B 0601：2013所規定，對應於截面曲線的算術平均粗糙度Ra與截面曲線的最大截面高度的Pt。上述Ra、Pt定義為表面平坦性。測量範圍設定為100μm×140μm。
‧楊氏模數
根據JIS R1602，使用靜態偏轉法測量。樣品的形狀設定為3mm×4mm×40mm的橫條。
‧熱膨脹係數(CTE，40~400℃)
根據JIS R1618，使用推桿微分方程測量。樣品的形狀設定為3mm×4mm×20mm。
‧聲速
聲速c係藉由下列方程式計算。此外，波意森氏比率係藉由在樣品上貼附應變儀而測量。
c=(G/ρ)1/2，G=E/2(1+v)
(G：剛性模數，ρ：密度，E：楊氏模數，v：波意森氏比率)
[表2]
Figure 106132086-A0305-02-0017-1
如表2所示，實驗例1的賽隆燒結體具備優異的特性。具體而言，實驗例1的賽隆燒結體的堆積密度為3.160g/cm3，開氣孔率為0.00%，相對密度為100.00%。結晶相，除了賽隆以外，檢測出些微的氧化鋁和氮氧化矽。相對於賽隆的最大峰值的強度，賽隆以外的各成分的最大峰值的強度的總和之比率(峰值強度比)Ix為0.0012，是非常小的比率。在研磨面的100μm×100μm的範圍內，最大長度為0.5μm以上的氣孔數量為1個，非常少。研磨面的表面平坦性，可知中心線平均粗糙度Ra為0.4nm之小，截面曲線之最大峰高與最大谷深的高度差(Pt)為15nm之小。楊氏模數為307GPa，熱膨脹係數(40~400℃)為2.7ppm/K，聲速為6200m/s。再者，實驗例1的賽隆燒結體的電阻率超過1014Ωcm，絕緣性高。
(2)實驗例2~11
實驗例2~11的塞隆燒結體係，使用表1所示之塞隆原料粉末B~K替代塞隆原料粉末A，以相同於實驗例1的方式熱壓燒成。各賽隆燒結體的特性如表2所示。任一塞隆燒結體，開氣孔率皆為0.01%以下，相對密度皆為99.9%以上，賽隆以外的相和峰值強度比Ix皆為0.005以下，賽隆平均粒徑皆為20μm以下，氣孔的數量皆為10個以下，中心線平均粗糙度Ra皆為1.0nm以下，最大峰高與最大谷深的高度差Pt皆為30nm以下，楊氏模數皆為210GPa以上，CTE皆為3.0ppm/K以下，聲速皆為5000m/s以上，具備優異的特性。再者，實驗例2~11的賽隆燒結體的電阻率任一者皆超過了1014Ωcm。此外，實驗例4~11的賽隆燒結體係，氧化鎂或氧化釔在賽隆中的固溶體，可知任一者皆獲得與實驗例1~3的賽隆燒結體同等的特性。
3、複合基板的製造及評價
在實驗例12~22中，在從實驗例1~11的燒結體各自切割出直徑大約為100mm、厚度為大約230μm的支撐基板上，直接接合直徑大約為100mm、厚度為大約250μm的LT基板，得到複合基板。首先，進行接合前的表面的活化處理。具體而言，在抽真空至大約10-6Pa之後，使用FAB槍對兩基板照射氬的中性原子束(加速電壓：1kv，電流：100mA，Ar流量：50sccm)，照射120秒。之後，兩基板互相貼合，並以0.1噸的接合負重加壓1分鐘，以在室溫下將支撐基板和LT基板直接接合。
實驗例12~22的複合基板，使用Ra、Pt小的支撐基板，在支撐基板與LT基板的接合界面幾乎觀察不到氣泡，接合界面之中實際接合的面積的比例(接合面積比例)如表3所示為92%以上，良好地貼合。此處，接合面積係沒有氣泡的部分的面積，而接合面積比例係相對於接合界面整體的面積，接合面積的比例。進一步而言，在實驗例12~22中良好地接合的複合基板，即使進行研磨處理將LT基板側從幾微米研磨至20微米的厚度，也沒有發生剝離，接合面積維持在92%以上，可以確認支撐基板和LT基板非常牢固地接合在一起。再者，用透射電子顯微鏡(transmission electron microscope，TEM)觀察接合界面的截面。接合界面沒有間隙，即使是原子級也很牢固地接合，而且，有非常薄的非晶層。以 實驗例7~9作為代表，測量非晶層的厚度，分別為3.6nm、3.8nm、4.1nm。非晶層的厚度定義為在非晶層中不同的三個位置所測量的平均值。
Figure 106132086-A0202-12-0018-3
先前技術的矽支撐基板(楊氏模數：190GPa，熱膨脹係數：大約4ppm/K，電阻率大約為104Ωcm)，相較於塞隆支撐基板，由於楊氏模數低，因此對功能性基板的抑制力小，由於熱膨脹係數大，因此容易發生功能性基板的膨脹收縮，進一步而言，由於電阻率低，因此共振特性容易惡化。再者，先前技術的氧化鋁支撐基板(楊氏模數：370GPa，熱膨脹係數：大約7ppm/K)和藍寶石支撐基板(楊氏模數：490GPa，熱膨脹係數：大約7ppm/K)，由於熱膨脹係數為塞隆支撐基板的數倍以上之大，因此容易發生功能性基板的膨脹收縮。根據以上所述，相較於矽支撐基板、氧化鋁支撐基板及藍寶石支撐基板，使用實驗例的塞隆支撐基板，由於不易發生膨脹收縮，因此表面聲波元件的頻率溫度特性(temperature coefficient of frequency，TCF)能夠大幅地改善，共振特性方面預計也會更優異。其中，在實驗例1、6中使用的塞隆基板具有高楊氏模數的特徵，因此TCF的改善程度預計會更高。
再者，上述實驗例12~22相當於本發明的複合基板及其製造方法的實施例。
本申請以2016年9月20日提交的國際申請案PCT/JP2016/77628作為優先權主張的基礎，其所有內容以引用的方式併入本說明書。
[產業可利性]
本發明能夠應用於表面聲波裝置之外的蘭姆波裝置、薄膜聲波共振器(FBAR)等電子裝置。
10:複合基板
12:壓電基板
14:支撐基板

Claims (9)

  1. 一種複合基板，係支撐基板與功能性基板藉由非晶層接合的複合基板，其中前述非晶層的厚度為5nm以下，其中前述支撐基板為賽隆(SiAlON)燒結體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之複合基板，其中前述功能性基板為壓電基板。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之複合基板，其中前述支撐基板的聲速為5000m/s以上。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之複合基板，其中前述支撐基板之40~400℃的熱膨脹係數為3.0ppm/K以下。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之複合基板，其中前述支撐基板之40~400℃的熱膨脹係數為3.0ppm/K以下。
  6. 一種複合基板的製造方法，係如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之複合基板的製造方法，包括藉由直接接合將前述支撐基板的表面與前述功能性基板的表面接合之接合步驟，其中在前述接合步驟之前，將前述表面研磨加工成存在於前述支撐基板的前述表面之氣孔的數量為每100μm×100μm的面積中30個以下。
  7. 一種複合基板的製造方法，係如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之複合基板的製造方法，包括藉由直接接合將前述支撐基板的表面與前述功能性基板的表面接合之接合步驟，其中在前述接合步驟之前，將前述表面研磨加工成在前述支撐基板的前述表面之100μm×140μm的測量範圍的中心線平均粗糙度(Ra)為1nm以下。
  8. 一種複合基板的製造方法，係如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之複合基板的製造方法，包括藉由直接接合將前述支撐基板的表面與前述功能性基板的表面接合之接合步驟，其中在前述接合步驟之前，將前述表面研磨加工成在前述支撐基板的前述表面之100μm×140μm的測量範圍的截面曲線之最大峰高與最大谷深的高度差(Pt)為30nm以下。
  9. 一種電子裝置，使用如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之複合基板。
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